Ce știm despre SARS-CoV-2 și COVID19

Material redactat de Cosmina Stoican, Razvan Papacocea sub îndrumarea Prof. Dr. Simona Ruță

Coronavirusuri umane înalt patogene

Coronavirusurile sunt virusuri anvelopate, cu un genom ARN monocatenar cu polaritate pozitivă, de dimensiuni mari (27-32 kb). În familia Coronaviridae există 4 genuri antigenic distincte: Alphacoronavirus si Betacoronavirus care infectează mamiferele, inclusiv omul, respectiv Gammacoronavirus  si  Deltacoronavirus care infectează păsările și unele mamifere.

Înaintea identificării SARS-CoV-2, au fost descrise alte 6 coronavirusuri patogene pentru om, toate cu origine zoonotică.

  • Două alfacoronavirusuri (HCoV-229E și HKU-NL63, cu rezervor liliecii africani) și două betacoronavirusuri: (HCoV-OC43 și HCoV-HKU1, cu rezervor murin), determină la om infecții respiratorii banale de tip guturai.
  • Două noi betacoronavirusuri au fost asociate unor sindroame acute respiratorii severe:

o   SARS-CoV (Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus), încadrat în subgenul Sarbecovirus) identificat în 2002 în Sudul Chinei, în regiunea Guangdong, provenit de la lilieci și transmis la om printr-o gazdă intermediară reprezentată de zibetă (Palm Civet). SARS-CoV s-a răspândit rapid la nivel global și a cauzat peste 8,000 cazuri umane și 774 decese (mortalitate 9.5%), până în 2004, cand a dispărut din circulație.

o   MERS CoV (Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus), încadrat în subgenul Marbecovirus, identificat în 2012 în Arabia Saudită, provenit de la lilieci și transmis la om printr-o gazdă intermediară reprezentată de dromadere din familia Camelidae. MERS CoV circulă și în prezent în Orientul Mijlociu, și a determinat până acum 2519 cazuri și 866 decese (mortalitate 35%).

SARS-CoV-2 este un Betacoronavirus, încadrat în subgenul Sarbecovirus, distinct antigenic față de SARS CoV, cu care are similitudine genetică în proporție de cca 76% din nucleotide. A fost identificat în ianuarie 2020, din lavaj bronhoalveolar provenit de la pacienți diagnosticați cu pneumonie severă în Wuhan, China, Un focar de 45 de cazuri de pneumonie atipică fusese raportat către OMS pe 31 decembrie 2019, însă în  China au existat cazuri internate încă din primele zile din decembrie 2019. Majoritatea cazurilor inițial identificate au avut legătură cu o piață locală care vindea animale vii, carne de animale exotice și fructe de mare proaspete, ceea ce a sugerat transmiterea zoonotică a virusului.

Rezervorul natural al SARS CoV 2 este reprezentat de lilieci din specia Rhinopolus, însă se consideră că transmiterea a implicat o gazdă intermediară, încă necunoscută, ceea ce reprezintă un risc potențial de reintroducere în populația umană sau în alte specii animale.

Origine SARS CoV-2

Analizele filogenetice susțin înrudirea SARS CoV-2 cu un coronavirus izolat anterior de la lilieci din specia Rhinolophus affinis, din provincia Yunnan, China, numit BatCoV RaTG13, față de care există 96.3% similitudine genetică. SARS-CoV-2 prezintă însă diferențe semnificative față de alte coronavirusuri, care au facilitat transmiterea interumană:

  • mutații la nivelul domeniului de legare la receptor (RBD) din proteina S, care determină creșterea afinității de legare la receptorul celular ACE2.
  • inserția unui sit polibazic PRRAR la nivelul locului de clivare între cele doua subunitati ale glicoproteinei S, ce permite recunoașterea și clivarea de către furină (înalt exprimată în plămâni) și alte proteaze celulare furin-like, cu lărgirea tropismului și creșterea infectivității virale. În jurul acestui sit de clivare se găsesc 3 glicani suplimentari, posibil implicați în evadarea de sub răspunsul imun al gazdei. Situsuri de clivare polibazice se regăsesc și la tulpinile de virusuri gripale aviare cu patogenitate înaltă,  care pot fi transmise la om.

Datele de analiză genomică demonstrează că virusul nu a fost produs în laborator, ci a evoluat în forma actuală prin selecție naturală. Scenariile propuse sunt:

  • traversarea barierei de specie direct în forma patogenă pentru om, selectată anterior în cursul evoluției într-o gazdă animală sau
  • introducere zoonotică într-o formă inițială nepatogenă, cu transmitere sporadică, care a evoluat ulterior în populația umană, adaptându-se pe parcurs și devenind înalt transmisibilă interuman.

Secvențele nucleotidice ale izolatelor SARS CoV-2 disponibile la ora actuală sunt foarte omogene, ceea ce arată că virusul este recent introdus în populația umană și nu a suferit mutații majore. Deși au fost publicate date preliminare legate de existența mai multor tulpini separate, acestea nu indică decât o diversitate genomică, firească pentru un virus ARN și nu sunt  asociate cu modificări ale transmisibilității sau virulenței.

Transmitere SARS CoV-2

Respiratorie, prin picăturile lui Pflüge (picături mari generate de tuse, strănut, vorbit precipitat, care nu se deplasează pe distanțe >2 m, motiv pentru care măștile trebuie purtate cu consecvență în spațiile închise în care se găsesc mai multe persoane)

Transmitere prin contact direct cu obiecte contaminate (“fomite”), din acest motiv dezinfecția periodică a suprafețelor cu etanol 70% sau hipoclorit de sodiu, 0.5% este importantă.

Transmiterea maximă se realizează în perioada simptomatică, pacienții fiind contagioși în special în primele 8 zile ale bolii, după care eliminarea de virus infecțios scade. Virusul poate fi transmis de la persoane pre-simptomatice, aflate în incubație (durata medie a perioadei de incubație fiind de 5 zile, cu limite între 0-14 zile), cel mai probabil cu 1-3 zile înainte de debutul simptomelor și chiar și de la persoane complet asimptomatice, deși cu eficiența mai scăzută comparativ cu cea din cazurile simptomatice.

În cazul tuturor celor 3 coronavirusuri emergente (SARS CoV, MERS CoV, SARS CoV- 2) au existat așa-numiții “superspreaders”, persoane care elimină concentrații foarte mari ale virusului, generând un numãr impresionant de cazuri secundare (intraspitalicesc, în special, dar și în comunități religioase, în centre de îngrijire pentru pacienți cronici, în abatoare etc).

Transmitere prin aerosoli. Deși într-un model experimental s-a arătat că virusul persistă în aer până la 3 ore, datele actuale nu susțin o transmitere foarte eficientă prin aerosoli a SARS CoV2, cu excepția unităților spitalicești, în care trebuie aplicate precauțiile universale pentru patogeni respiratori. În cazul celor 2 coronavirusuri zoonotice anterioare (SARS CoV și MERS CoV) transmiterea secundară a fost în special intraspitalicească, aerosolii generați în cursul unor proceduri medicale (intubație endotrahealã, bronhoscopie, administrarea unor medicamente aerosolizate) facilitand rãspândirea bolii.

Transmiterea fecal-orală. La ora actuală transmiterea fecal-orală nu poate fi complet exclusă, dar nu pare a fi un element determinant în lanțul epidemiologic. Există excreție virală în materiile fecale, însă rezultatele în privința eliminării de virus viabil  (care poate infecta celule în cultura) sunt contradictorii. În epidemia SARS din 2003-2004, într-un complex de apartamente din Hong Kong  (Amoy Garden), au fost înregistrate nu mai puțin de 300 de cazuri de SARS, transmise prin sistemul de canalizare inadecvat construit sau prin cel de ventilație, virusul fiind izolat din gurile de scurgere ale bãilor.

Epidemiologie

În prezent, la nivel global numărul cazurilor de COVID-19 a ajuns la cca 8 milioane (7.934.277 pe 15.06.2020 dintre care 433.919 decese și 3.789.462 de vindecări), cele mai multe cazuri înregistrându-se în SUA (cca 2 milioane de cazuri), Brazilia (cca 860.000) și Rusia (cca 367.000), iar cele mai puține cazuri fiind în Sahara Occidentală (9), Papua Noua Guinee (8) și Lesotho (4).

Variațiile înregistrate între diferite țări și continente în privința numărului de cazuri de infecție SARS CoV 2 sunt datorate mai multor factori :

  • Momentul pătrunderii virusului în regiunea respectivă și intervalul de timp în care virusul a circulat în comunitate până când au fost aplicate măsuri de stopare a răspândirii (testare masivă, depistarea contacților, izolare, distanțare socială, închiderea școlilor, purtarea măștilor, carantinare etc)
  • Structura demografică și starea de sănătate a populației
  • Accesul la servicii medicale și calitatea sistemului sanitar.

Urmărind evoluția pandemiei în fiecare țară, s-a constatat că dacă se reprezintă grafic numărul de cazuri noi raportate pe o unitate de timp constantă, se formează o curbă în stil gaussian. O curba înaltă, cu vârf ascuțit indică faptul că a avut loc o explozie necontrolată de infectări. Deși durata pandemiei este mai scurtă în acest caz, numărul de decese este foarte mare, ceea ce duce la depășirea capacității sistemului sanitar statal. O curbă plană arată că deși pandemia se întinde pe o perioadă mai lungă de timp, numărul de cazuri poate fi controlat, în așa manieră încât să nu fie depășită capacitatea sistemului sanitar.

La nivel global, numărul de cazuri totale rămâne într-o continuă creștere. Cu toate acestea, țările care s-au confruntat în primăvară cu o explozie a numărului de cazuri, par să cunoască în acest moment o evoluție bună, descendentă, în timp ce țările din continentul American și alte state cu populație mare se confruntă cu un ritm alarmant și ascendent al numărului de îmbolnăviri (Brazilia, Peru, Chile, Mexic, India, Pakistan). În momentul de față, incidența cea mai mare se înregistrează în SUA, India și Brazilia cu cca 20.000, 17.000 și respectiv 11.000 de cazuri noi per 24 de ore. Numărul real de cazuri, nu este cunoscut, multe infecții asimptomatice sau cu simptomatologie minimă nefiind diagnosticate.

Indicatori importanți pentru măsurarea severității COVID-19 sunt fatalitatea (definită ca numărul de decese raportat la numărul de cazuri confirmate) și mortalitatea (numărul de decese raportat la 100.000 locuitori). Există discrepanțe mari între valorile raportate de țări privind fatalitatea și mortalitatea infecției cu SARS-CoV2, însă diferențele pot fi cauzate de diferențe între numărul de persoane testate (cu mai multe testări, sunt identificate mai multe persoane cu infecții ușoare sau asimptomatice), demografie (mortalitatea tinde să fie mai mare la populațiile mai în vârstă), caracteristicile sistemului de sănătate (numărul de decese poate crește pe măsură ce spitalele devin copleșite și au mai puține resurse).

Patogenie

Patogenia infecției SARS CoV-2 este insuficient înțeleasă în prezent. SARS CoV-2 infectează celule care prezintă receptorul ACE2 (enzima de conversie a angiotensinei 2) de pe mucoasa tractului respirator superior și inferior, în special celule epiteliale ciliate bronșice și pneumocite tip II (celule epiteliale alveolare pulmonare implicate în sinteza de surfactant), iar infectivitatea virală este activată sub acțiunea unei serin proteaze transmembranare (TMPRSS2).

Din datele disponibile la ora actuală, concentrații mari ale virusului sunt prezente cu 1-2 zile înainte de apariția simptomelor și după apariția acestora pentru încă 8-10 zile. Deși ARN viral poate fi detectat prin real time PCR încă o perioadă de timp (14-21 zile, și în unele cazuri chiar peste o lună de la remiterea simptomelor), virusul nu mai poate fi izolat în culturi de celule, ceea ce sugerează absența infectivității virale și un potențial redus de contagiozitate. Afectarea pulmonară, evidențiată imagistic prin prezența unor opacități bilaterale cu aspect de geam mat, poate fi asociată direct replicării virale în prima săptămână de boală.

Ulterior patogenia înregistrată în cazurile severe pare să fie tributară unui sindrom hiperinflamator generalizat, ca urmare a unei activări aberante a răspunsului imun, cu apariția unei așa numite “furtuni de citokine”.  Aceasta este responsabilă de agravarea progresivă până la Sindrom de Detresă Respiratorie Acută (ARDS), cu hipoxemie severă și cu o mortalitate estimată de aproximativ 40%. Patogeneza ARDS (sindrom ce poate fi asociat cu situații clinice variate) implică leziuni inflamatorii la nivelul membranei alveolo-capilare, cu creșterea permeabilității pulmonare și  exudate proteice, ceea ce duce în final la insuficiență respiratorie. Autopsiile pacienților decedați cu infecție severă SARS-CoV-2 au arătat, pe lângă leziunile alveolare cu necroză, hiperplazie a pneumocitelor tip 2 și depuneri intra-alveolare de fibrină, și prezența a numeroase microtromboze, alterarea arhitecturii microvasculare, leziuni endoteliale și  angiogeneză.

Modificări vasculare și alterări ale procesului de coagulare par să intervină în patogenia infecției severe cu SARS CoV-2 , fiind relativ frecvent raportate microangiopatii trombotice, coagulare intravasculară diseminată și tromboza vaselor medii și mari, care contribuie la  disfuncțiile multiorganice din cazurile severe.

Imunitate

Proteina S a anvelopei virale este considerată a fi principala structura antigenică a virusului, cu numeroși epitopi, unii implicați în virus-neutralizare. La pacienții infectați, seroconversia are loc în general, în a 2-a săptămână, fiind detectați majoritar anticorpi totali, fără respectarea obligatorie a ordinii clasice, cu sinteza inițială a anticorpilor de tip IgM și ulterior a celor de tip  IgG. Valoarea maximă a IgM pare să fie atinsă în a 4-a săptămână, cu scădere treptată până la dispariție, de obicei în săptămâna a 7-a de la debutul bolii, în timp ce IgG persistă timp mai îndelungat.

Unele studii au arătat că pacienții în stare critică au concentratii mai mari de anticorpi. Această diferență ar putea fi o dovadă a fenomenului cunoscut ca  antibody dependent enhancement (ADE), observat înainte și la alte coronavirusuri umane (SARS, MERS) și animale (virusul peritonitei infecțioase feline) și care poate fi explicația variabilității clinice. Fenomenul constă în formarea de complexe imune între epitopii SARS-CoV-2 si anticorpii non-neutralizanți care se vor atașa de receptorii Fc de la nivelul celulelor sistemului imun, facilitând pătrunderea și multiplicarea virală. În acest fel, se poate explica și limfopenia și furtuna citokinică descrise la pacienții cu evoluție severă.

Diferențe între titrul anticorpilor au fost observate și între pacienții vârstnici și cei tineri, aceștia din urmă având uneori un titru sub nivelul detectabil. O ipoteză legată de acest răspuns imun secundar mai important la vârstnici se bazează pe faptul că virusul ar avea mecanisme de eludare a răspunsului imun primar, iar această proprietate ar fi exacerbată la vârstnici, care prezintă o activitate mai redusă a celulelor prezentatoare de antigen. În acest fel, va exista un răspuns imun tardiv, care va amplifica procesul patogenic și inflamația, în condițiile unei încărcături virale mari la nivel pulmonar.

O altă particularitate întâlnită în unele studii a fost seroconversia precoce a IgA în prima săptămână, care poate fi explicată fie ca răspuns la furtuna citokinică, cu transcrierea genelor ce codifică atât lanțurile grele miu, cât și alfa, fie ca o stimulare a limfocitelor B, independent de limfocitele Th, posibilă la anumite virusuri datorită existenței unor antigene timo-independente cu epitopi cu structuri repetitive.

Nu se cunosc în prezent parametrii care definesc protecția (titrul anticorpilor neutralizanți, răspunsurile imune celulare) și nici durata protecției, acestea fiind aspectele importante pentru programele de imunizare. Pentru coronavirusurile clasice, asociate infecțiilor respiratorii ușoare, imunitatea este tranzitorie. În studii recente, maimuțe non-hominoide care au dezvoltat un răspuns imun umoral și celular după infecția experimentală cu SARS CoV-2 au fost protejați de reinfecție la o expunere ulterioară. Este de subliniat că există diferențe între infecția primatelor și cea de la om, deci aceste rezultate, deși incurajatoare din perspectiva vaccinării, trebuie privite cu precauție.

Clinică

Infecția cauzată de SARS CoV-2 îmbracă forme clinice variate, de la asimptomatice, dar cu transmitere posibilă, până la foarte severe, cu progresie către sindrom de detresă respiratorie acută și insuficiență multiorganică. Boala cauzată de SARS CoV-2 a fost denumită COVID 19 (Coronavirus disease 2019). Definiția de caz este revizuită periodic, ultimele actualizări pentru România se regăsesc la:

https://www.cnscbt.ro/index.php/info-medical/1781-metodologia-de-supraveghere-a-covid-19-actualizare-04-06-2020/file. 

De la momentul infecției, există o perioadă de incubație cu durata medie de 5 zile (limite între 0-14 zile). Ulterior, majoritatea pacienților se prezintă cu febră, fatigabilitate, tuse seacă și dispnee. Se pot adăuga la acest tablou și cefalee, mialgii, artralgii, tuse productivă, hemoptizie, anorexie, dar au existat și forme cu manifestări predominant digestive, cu greață, vărsături și diaree. Unii pacienți au raportat și hiposmie/anosmie sau disgeuzie. Durata perioadei simptomatice pentru cazurile necomplicate este, în medie, de 2 săptămâni.

În a doua săptămână există posibilitatea agravării tabloului clinic spre sindrom de detresă respiratorie acută, insuficiență respiratorie, șoc septic, coagulare intravasculară diseminată, rabdomioliză, insuficiență renală acută, tromboembolism venos. Această evoluție severă a fost observată în special la pacienții vârstnici (peste 65 de ani), cu comorbidități (boli cardiovasculare, diabet zaharat, boli respiratorii cronice, hipertensiune arterială) sau cu modificări paraclinice importante de la debut.

Au fost raportate și cazuri de sindrom Guillain-Barré, o neuropatie periferică acută demielinizantă, declanșată de infecția virală, dar cu mecanisme patogenice autoimune, formele clinice descrise fiind variate (tetrapareză/tetraplegie flască, pareză/plegie facială, parestezii la nivelul membrelor, ataxie, și afectări severe de nervi cranieni cu disfagie sau insuficiență respiratorie).

Complicațiile cardio-vasculare (tromboze, sindrom coronarian acut, miocardită, insuficiență cardiacă, aritmii etc) sunt frecvente și atribuite în general sindromului inflamator la nivel vascular.

Formele severe apar în circa 20% din cazuri, circa 5% din pacienți fiind în stare critică (definită ca necesitatea ventilației mecanice invazive/non-invazive, la un pacient care are saturația în oxigen SatO2 < 93% sau care a evoluat spre sindrom de detresă respiratorie acută). La începutul lunii iunie 2020, OMS a estimat rata globală a fatalității (CFR, case fatality rate - definită ca numărul total de decese raportat la numărul total de infecții raportate) la 6%.

La copii, tabloul clinic a fost, în general, mai puțin zgomotos, deși rata de atac și nivelul replicării virale în tractul respirator superior par să fie similare adulților. Explicațiile acestui fenomen nu sunt bine înțelese, deși s-au avansat o serie de ipoteze:

  • Sistemul imun al copiilor este încă imatur, motiv pentru care manifestări clinice explicate de răspunsul inflamator al organismului gazdă pot fi mai discrete,
  • Expresia genei ACE2, care codifică receptorul SARS CoV-2 la nivelul epiteliului nazal crește odată cu vârsta
  • Rata mare de infecție cu virusul respirator sincițial sau cu alte coronavirusuri umane care produc răceli banale, în antecedentele imediate ale copiilor, ar putea fi conferi protectie incrucisata fata de infectia SARS CoV-2

Odată cu extinderea pandemiei COVID 19 în Europa și SUA au fost descrise așa numitele sindroame inflamatorii multisistemice pediatrice (PIMS paediatric inflammatory multisystem syndromes). Formele clinice sunt o combinație între prezentările din boala Kawasaki și sindromul de șoc toxic. Pot exista forme clinice cu afectare vasculară asemănătoare celei din boala Kawasaki - cu vasculită a arterelor de calibru mediu, acută, cu conjunctivită, limfadenopatii cervicale, erupții cutanate, eritem palmo-plantar și manifestări cutanate periorale ; forme de KDSS (Kawasaki Disease Shock Syndrome) cu hipotensiune arterială și hipoperfuzie tisulară, și forme de MAS (Macrophage Activation Syndrome), unde la sindromul febril se asociază și modificări paraclinice (feritină și transaminaze crescute). Asocierea cu infectia SARS CoV-2 nu este cert dovedită, dar pare plauzibilă datorită faptului că la momentul apariției simptomelor o parte dintre acești copii au fost pozitivi pentru ARN viral sau au prezentat anticorpi specifici antivirali.

Apectele particulare ale infecției SARS CoV-2, abordările practice și recomandările diferitelor comisii de specialitate ale Ministerului Sănătății din România se regăsesc la: http://www.ms.ro/masuri-recomandate-in-vederea-reducerii-impactului-pandemiei-covid-19/

Diagnostic 

Diagnosticul de certitudine al infecției active se pune pe baza detecției acidului nucleic viral prin teste directe -  real time PCR post-reverstranscriere, Există atât metode in-house cât și numeroase truse comerciale care sunt utilizate în prezent. Încărcătura virală se apreciază în funcție de numărul de cicluri necesar pentru producerea unui semnal fluorescent (cycle threshold), invers proporțional cu încărcătura virală. Cu cât numărul de cicluri este mai mic, cu atât încărcătura virală este mai mare, observându-se diferențe în acest sens inclusiv între formele de cazuri cu simptomatologie moderată și severă. Tehnica real time PCR nu dă informații asupra viabilitații virale și după remiterea simptomelor poate rămâne pozitivă pentru perioade lungi de timp, fără să poată fi asociată în mod cert cu contagiozitatea pacientului.

Testele serologice evidențiază expunerea anterioară la infecție, fără să ofere informații despre prezenta infectiei active. Seroconversia, cu apariția anticorpilor specifici anti virali,are loc între 14-21 zile de la debutul simptomatologiei.

Testele serologice au o valoare epidemiologică importantă, permitand detecția cazurilor asimptomatice, care nu au ajuns să fie diagnosticate și evidentierea seroprevalenței pe grupe de vârstă.

Detalii despre diagnosticul de laborator al infecției SARS-CoV-2 se regăsesc la http://www.ms.ro/wp-content/uploads/2020/05/Recomandarea-Comisiei-Microbiologie-Medicala-Diagnostic-SARS-CoV-2-Var.2.pdf

Modificările imagistice. Radiologic aspectul este de  sindrom interstițial sau sindrom alveolar, opacifierile câmpurilor pulmonare fiind frecvent bilaterale. Tomografia computerizată, considerată mult mai sensibilă și precisă, arată un aspect caracteristic de geam mat și infiltrate pulmonare în cea mai mare parte a cazurilor, cu localizare preferențială periferic, bilateral, în porțiunea inferioară a plămânilor.

Modificări paraclinice. Majoritatea pacienților prezinta un pattern cu leucopenie/leucocitoza cu limfopenie si neutrofilie, raportul neutrofile/limfocite fiind considerat predictiv pentru evolutie. Sunt observate frecvent creșterea LDH și CK-MB si modificarea timpului de protrombina Quick, cu INR crescut. Nivelul seric al IL6 pare să fie un marker constant de prognostic rezervat, și poate fi utilizat pentru inițierea unui tratament țintit cu tocilizumab, un anticorp monoclonal umanizat, care acționează ca antagonist al receptorului pentru IL-6. La pacienții cu evoluție severă a fost observată creșterea nivelului citokinelor și chemokinelor pro-inflamatorii, creșterea feritinei și D-dimerilor. Au fost propuse o serie de scoruri de predicție a evoluției severe (SOFA, APACHE II, COVID-GRAM, CALL score), însă toate necesită validare suplimentară.

Opțiuni terapeutice 

În prezent, schemele de tratament sunt dictate mai ales de protocoalele locale, fiind generate în funcție de disponibilitatea medicamentelor, experiența medicilor, dar și de literatura actuală, neexistând un ghid de tratament aplicat internațional. Totuși, sunt în desfășurare numeroase studii clinice ce urmăresc eficiența, raportul risc-beneficiu sau profilul de siguranță al unor molecule antivirale sau imunomodulatorii.

Remdesivir este un antiviral cu spectru larg, dezvoltat inițial ca tratament pentru virusul Ebola. Este un analog nucleozidic ce inhibă ARN-polimerazele ARN-dependente, pentru care are afinitate mare, fiind bine tolerat de gazdă și  neinteracționand cu inductori/inhibitori enzimatici. Remdesivir se administrează intravenos, fiind disponibil deocamdata numai pentru pacienții spitalizați. Are un timp de înjumătățire intracelular lung, ceea ce permite administrarea unei doze unice pe zi. Rezultate recente ale unui studiu clinic controlat, intervențional (remdesivir vs. placebo), randomizat, dublu-orb, prospectiv (30 de zile perioada de urmărire cu 10 zile administrare substanță activă vs. placebo) au arătat că acest antiviral scade timpul de recuperare a pacienților infectați, fără sa influențeze însă semnificativ mortalitatea. Compania producatoare a inceput recent  studii cu remdesivir adminstrat pe cale inhalatorie.

Un alt antiviral cu actiune asupra ARN polimerazelor virale este favipiravir, autorizat in Japonia ca antigripal, si testat si pentru infectia cu SARS CoV-2.

Clorochina/hidroxiclorochina sunt antimalarice cu activitate antiinflamatorie și imunomodulatoare, care au avut rezultate bune in vitro asupra SARS CoV-2. Au existat mai multe studii clinice, însă rezultatele au fost divergente și contestate. Pana in prezent nu existe dovezi asupra beneficiilor clinice aduse de administrarea celor doua medicamete. in plus ambele pot avea efecte adverse severe adverse (toxicitate cardiaca, miopatii sau neuropatii). Deși unele studii au sugerat un efect benefic al utilizării hidroxiclorochinei cu azitromicină, un antibiotic din clasa macrolidelor, asocierea trebuie monitorizată în mod particular, ambele medicamente având risc de toxicitate cardiacă.

Este investigată și potențiala utilizare a hidroxiclorochinei ca profilaxie post-expunere (60 de trialuri listate în iunie 2020 pe ClinicalTrials.gov), până în prezent însă, rezultatele singurului studiu publicat nu arată vreun beneficiu în ceea ce privește rata infecțiilor simptomatice.

Lopinavir/ritonavir este o combinație de inhibitori de protează (lopinavir fiind substanța activă, iar ritonavir un inhibitor enzimatic al citocromului CYP3A4, ce inhibă metabolizarea lopinavirului și crește concentrația plasmatică a acestuia). Deși au fost utilizate inițial pe scara largă în infecția SARS CoV-2, până în prezent studiile publicate nu arată beneficii clare.

Interferon beta. Un studiu clinic de fază II, multicentric, open-label, randomizat, realizat în Hong Kong, a arătat că o triplă terapie bazată pe combinația interferon beta-1b, lopinavir–ritonavir și ribavirină scade durata excreției virale și duce rapid la negativarea RT-PCR, aceste efecte fiind atribuite acțiunii imunomodulatoare și antivirale a interferonului beta. Rezultatele trebuie însă validate în studii clinice largi.

Umifenovir este un inhibitor al fuziunii virusului cu celula țintă, aprobat doar în Rusia și China ca tratament in infectia cu virusuri gripale, testat și în infecția SARS CoV 2.

Ca terapie adjuvantă pentru pacienții aflați în stare critică s-au propus tratamente țintite, cu anticorpi monoclonali umanizați: tocilizumab, antagonist al receptorului IL-6, leronlimab, antagonist al CCR5, receptor pentru beta chemokine sau cu antagoniști ai receptorilor de interleukină-1 - anakinra.

Administrarea de plasmă de la pacienții aflați în convalescență. Până acum, rezultatele de la unul din studiile clinice randomizate, nu au arătat beneficii clare în ceea ce privește durata spitalizării, manifestările clinice sau mortalitatea. Sunt studii care au arătat ca până la 30% din pacienții aflați în convalescență nu prezintă titruri detectabile de anticorpi neutralizanți.

În momentul de față au loc două studii clinice mari, multicentrice, cu brațe de tratament ce vizează medicamentele descrise mai sus:

  • SOLIDARITY - standardul de îngrijire locală +/-
    • remdesivir
    • hidroxiclorochină- oprit in prezent datorita lipsei de dovezi privind beneficiul clinic
    • lopinavir + ritonavir
    • lopinavir + ritonavir + interferon beta
  • RECOVERY
    • lopinavir + ritonavir
    • dexametazonă- recomandata
    • azitromicină
    • tocilizumab
    • plasmă cu imunoglobuline
    • hidroxiclorochină

Se încearcă obținerea unor anticorpi monoclonali care să recunoască principalii epitopi implicați în virus-neutralizare (în special domeniul de legare la receptor din proteina S). Se testează, de asemenea, utilizarea imunoglobulinelor cu administrare  intravenoasă și terapii bazate pe administrarea de celule stem mezenchimale pentru reducerea leziunilor pulmonare.

Perspectivele vaccinării

Există peste 130 de vaccinuri-candidat în dezvoltare preclinică (testarea in vitro și in vivo pe modele experimentale - șoareci, șobolani, dihori, maimuțe nonhominoide) și 10 în studii clinice umane de fază I/II. Aceste studii sunt esențiale pentru că demonstrează în primul rând siguranța candidatului vaccinal (reacțiile adverse sunt monitorizate permanent din faza I, inițial la adulți sănătoși, apoi la grupe de vârstă variate și populații vulnerabile), apoi imunogenitatea (modul în care este activat răspunsul imun, doza și schema optimă), și în ultima etapă, eficacitatea în ceea ce privește prevenția infecției, sau, cel puțin, a dezvoltării bolii severe.

Un vaccin eficient presupune sinteza de anticorpi neutralizanți într-un titru suficient pentru protecție, care să persiste pentru o perioadă de timp cat mai lungă, mobilizarea răspunsurilor imune celulare specifice neutralizante, absența fenomenelor paradoxale imun- mediate de tip ADE - antibody dependent enhancement (pentru detalii consultați capitolul imunitate) sau VERD - vaccine enhanced respiratory disease (o creștere a severității bolii pulmonare, datorată depunerii unor complexe imune create între virioni și anticorpi non-neutralizanți la nivelul capilarelor pulmonare și accentuării răspunsului inflamator).

Vaccinurile testate în prezent ar putea induce imunitate “sterilizantă”, cu stoparea completă a replicării virale și prevenția transmiterii sau imunitate “non-sterilizantă”, cu prevenția dezvoltării unor forme severe de boală și poate diminuarea transmiterii, dar fără oprirea completă a replicării virale la nivelul tractului respirator superior (așa cum a fost demonstrat pe modele animale în cazul unor formule vaccinale). În funcție de efect, se poate decide și populația țintă care va primi vaccinul: cei înalt expuși (personal medico-sanitar), sau cei la risc pentru infecții severe (vârstnicii, cei cu comorbidități).

Pana acum, sunt testate în studii clinice de faza I/II:

  1. Vaccinuri inactivate, produse după o tehnologie clasică, verificată, în care componenta imunogenă este reprezentată de către virusul întreg, inactivat chimic cu betapropiolactonă.  Astfel de vaccinuri necesită laboratoare cu nivel de biosecuritate ridicat (BSL III) pentru izolarea virusului și obținerea unor cantități importante și nu permit o adaptare rapidă în condițiile în care ar apărea un anumit grad de variabilitate virală. Astfel de formule sunt, deocamdată, testate în China, un vaccin inactivat produs de Institutul de Produse Biologice din Wuhan și Sinopharm fiind în studii clinice de fază II, iar altul produs de Sinovac Biotech, Beijing, în studii clinice de fază I. 
  2. Vaccinuri bazate pe sisteme noi de expresie a imunogenului, care permit o dezvoltare și o producție mult mai rapidă. Majoritatea livrează ca imunogen proteina S a anvelopei virale, care conține epitopi importanți implicați în virus-neutralizare și pare a fi ținta principală a răspunsului imun umoral și celular. Platformele sunt reprezentate de :

- proteine recombinante (subunitare sau asamblate în particule asemănătoare virionilor, lipsite de infectivitate, dar înalt imunogene - VLP - virus-like particles) - testate în studii clinice de faza I de Novavax, SUA și Clover Biopharmaceuticals, China

acizi nucleici virali: ADNc (Inovio Pharmaceuticals, SUA, faza I) sau ARNm sintetic inglobat în nanoparticule lipidice (Moderna Inc/ NIAID, SUA, faza II si BioNTech / Pfizer, faza I/II);

- vectori virali defectivi (adenovirus uman recombinant cu deleția unor regiuni critice pentru replicare - Ad5 - CanSino Biologics, China, faza II) sau incompetenți replicativ (adenovirus provenit de la cimpanzeu, ChAdOx1- Universitatea Oxford/ AstraZeneca, faza I/II)

  1. Vaccinuri celulare, care folosesc puntea de legătură între sistemul imun înnăscut și cel dobândit: celule prezentatoare de antigen (fie celule dendritice, fie celule artificial prezentatoare). Acestea sunt transfectate cu un vector lentiviral, ce exprimă minigene sintetice mozaic (bazate pe domenii selectate din multiple proteine virale SARS CoV-2 și utilizate pentru activarea limfocitelor T citotoxice (Shenzhen Geno-Immune Medical Institute, China, faza I)

Eficacitatea unui vaccin se apreciază în studiile clinice de fază III, prin compararea ratei de infecții care se înregistrează în condiții reale, de circulație a virusului în comunitate,  la subiecții vaccinati față de cei care primesc placebo. Pentru a accelera obținerea informațiilor legate de eficacitatea vaccinării, s-a propus o abordare controversată din punct de vedere etic - infecția experimentală umană, în mediu controlat. Există chiar și un website “1 Day Sooner” pe care s-au înregistrat deja peste 25000 de voluntari, inclusiv din România, care ar accepta o infecție controlată post-vaccinare.

Pentru expunerea deliberată la o infecție experimentală umană post-vaccinare pot fi considerați 6 piloni importanți, în vederea reducerii riscului și respectării normelor etice:

  • sunt incluși doar voluntari sănătoși, fără antecedente personale patologice, din grupele de vârstă cel mai puțin afectate în cursul infecției SARS CoV-2 (20-45 de ani)
  • sunt recrutați voluntarii care fac parte din populația la risc (de exemplu, persoane din regiuni cu incidență foarte mare a infecției) - astfel, studiul nu crește semnificativ riscul acestora de a se infecta, ci doar accelerează un proces natural
  • voluntarii vor fi monitorizați constant, iar în eventualitatea unor evenimente adverse, vor beneficia de opțiunile terapeutice considerate superioare la momentul respectiv, ca eficacitate și profil de siguranță
  • pe măsură ce studiile avansează, se obțin în paralel aprobări și pentru alte noi medicamente, care vor putea fi introduse pe parcurs în schemele terapeutice ale voluntarilor
  • dacă vaccinul se dovedește a fi eficient, atunci voluntarii vor avea un grad de protecție ulterior
  • în absența unui vaccin, se consideră că oricum, un procent foarte mare din populație se va infecta

Dacă studiile de eficacitate vor susține introducerea unuia, sau cel mai probabil mai multor vaccinuri, acestea vor trebui produse rapid, pe scară largă (există deja companii care au început pregătirea facilităților de producție) și trebuie găsite formule pentru asigurarea unui acces echitabil al tuturor țărilor și grupelor populaționale la vaccin (sunt propuse instrumente financiare de sprijin și sunt făcute acorduri de colaborare și alianțe între diferite țări).

Bibliografie selectivă 

Origine SARS CoV-2

  • Cui J, et al. Origin and evolution of pathogenic coronaviruses. Nat Rev Microbiol. 2019;17(3):181–192. doi:10.1038/s41579-018-0118-9
  • Zhu N, Zet al. China Novel Coronavirus Investigating and Research Team. A Novel Coronavirus from Patients with Pneumonia in China, 2019. N Engl J Med. 2020 Jan 24. doi: 10.1056/NEJMoa2001017. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 31978945.
  • Zhou, P. et al.  A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. Nature (2020). https:// doi.org/10.1038/s41586-020-2012-7
  • Chan JF, et al. . Genomic characterization of the 2019 novel human-pathogenic coronavirus isolated from a patient with atypical pneumonia after visiting Wuhan. Emerg Microbes Infect. 2020 9(1):221-236. doi: 10.1080/22221751.2020.1719902.
  • Andersen KG, et al.  The proximal origin of SARS-CoV-2. Nat Med. 2020;26(4):450‐452. doi:10.1038/s41591-020-0820-9
  • Tang X et al. On the origin and continuing evolution of SARS-CoV-2 National Science Review, nwaa036, https://doi.org/10.1093/nsr/nwaa036
  • Lam, T.T., et al. Identifying SARS-CoV-2 related coronaviruses in Malayan pangolins. Nature (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2169-0
  • Coutard, B. et al. The spike glycoprotein of the new coronavirus 2019-nCoV contains a furin-like cleavage site absent in CoV of the same clade. Antiviral Res, 104742, https://doi. org/10.1016/j.antiviral.2020.104742 (2020).

Transmitere SARS CoV-2

  • Rothe C, et al. Transmission of 2019-nCoV Infection from an Asymptomatic Contact in Germany. The New England journal of medicine. 2020;382(10):970-971.
  • Zou L, et al. SARS-CoV-2 Viral Load in Upper Respiratory Specimens of Infected Patients. The New England journal of medicine. 2020;382(12):1177-1179.
  • Pan X, et al. Asymptomatic cases in a family cluster with SARS-CoV-2 infection. The Lancet Infectious diseases. 2020.
  • Bai Y, et al. Presumed Asymptomatic Carrier Transmission of COVID-19. Jama. 2020.
  • Kimball A, et al. Asymptomatic and presymptomatic SARS-CoV-2 infections in residents of a long-term care skilled nursing facility—King County, Washington, March 2020. MMWR Morb Mortal Wkly Rep 2020. Epub March 27, 2020.
  • Li R, et al. Substantial undocumented infection facilitates the rapid dissemination of novel coronavirus (SARS-CoV2). Science (New York, NY). 2020.
  • Jin, J. et al Gender differences in patients with COVID-19: Focus on severity and mortality. Frontiers in Public Health, 2020, 8, 152.
  • Institutul Național de Sănătate Publică. Centrul national de supraveghere si Control al Bolilor Transmisibile (2020).  ,,Covid 19 Raport saptamanal de supraveghere. Date raportate pana la data de 7 iunie” (7 iunie 2020) http://www.cnscbt.ro/index.php/analiza-cazuri-confirmate-covid19 si Analiza epidemiologica factori de risc deces cu COVID 19; https://www.cnscbt.ro/index.php/analiza-cazuri-confirmate-covid19/1791-analiza-epidemiologica-factori-de-risc-deces-cu-covid-19
  • Johns Hopkins University of Medicine, Coronavirus Research Center. (2020) ,,Maps &Trends” (2020) https://coronavirus.jhu.edu/data
  • Worldometer. (2020) World/Countries/Romania (15 iunie 2020) https://www.worldometers.info/coronavirus/country/romania/

Patogenie

  • Mehta P, et al COVID-19: consider cytokine storm syndromes and immunosuppression. Lancet. (2020) 395:1033–34. doi: 10.1016/S0140-6736(20)30628-0
  • Cardone M,  et al Hyperinflammatory Syndrome: Considerations for Interventions to Mitigate SARS-CoV-2 Viral Infection and Detrimental Hyperinflammation  Frontiers in Immunology , 2020, 11, 1131,   DOI=10.3389/fimmu.2020.01131
  • Ackermann, M., et al (2020). Pulmonary vascular endothelialitis, thrombosis, and angiogenesis in Covid-19. New England Journal of Medicine.
  • Coperchini, F., et al An overview of the involvement of the chemokine/chemokine-receptor system. Cytokine & Growth Factor Reviews.
  • Huang, C., et al. (2020). Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. The lancet, 395(10223), 497-506.

Imunitate

  • Thevarajan, et al (2020). Breadth of concomitant immune responses prior to patient recovery: a case report of non-severe COVID-19. Nature medicine, 26(4), 453-455.
  • Siracusano, et al (2020). Humoral Immune Responses in COVID-19 Patients: A Window on the State of the Art. Frontiers in Immunology, 11.
  • Grifoni, A., et al (2020). Targets of T cell responses to SARS-CoV-2 coronavirus in humans with COVID-19 disease and unexposed individuals. Cell.
  • Zhao, J., et al (2020). Antibody responses to SARS-CoV-2 in patients of novel coronavirus disease 2019. Clinical Infectious Diseases.

 Clinică

  • Dong, Y., et al. (2020). Epidemiology of COVID-19 among children in China. Pediatrics, 145(6).
  • Wang, D., et al. (2020). Clinical characteristics of 138 hospitalized patients with 2019 novel coronavirus–infected pneumonia in Wuhan, China. Jama, 323(11), 1061-1069.
  • Wu, C., et al(2020). Risk factors associated with acute respiratory distress syndrome and death in patients with coronavirus disease 2019 pneumonia in Wuhan, China. JAMA internal medicine.
  • Guan, et al(2020). Clinical characteristics of coronavirus disease 2019 in China. New England journal of medicine, 382(18), 1708-1720.
  • Huang, C., et al 2020). Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. The lancet, 395(10223), 497-506.
  • Qiu, H., et al (2020). Clinical and epidemiological features of 36 children with coronavirus disease 2019 (COVID-19) in Zhejiang, China: an observational cohort study. The Lancet Infectious Diseases.
  • Toscano, G., et al (2020). Guillain–Barré syndrome associated with SARS-CoV-2. New England Journal of Medicine.
  • Verdoni, L., et al. (2020). An outbreak of severe Kawasaki-like disease at the Italian epicentre of the SARS-CoV-2 epidemic: an observational cohort study. The Lancet.
  • Bénézit, F., et al (2020). Utility of hyposmia and hypogeusia for the diagnosis of COVID-19. The Lancet Infectious Diseases.
  • Bi, Q., et al (2020). Epidemiology and transmission of COVID-19 in 391 cases and 1286 of their close contacts in Shenzhen, China: a retrospective cohort study. The Lancet Infectious Diseases.
  • Jones, T. C., et al (2020). An analysis of SARS-CoV-2 viral load by patient age. German Research network Zoonotic Infectious Diseases website.

Diagnostic

  • Wang, W., et al. (2020). Detection of SARS-CoV-2 in different types of clinical specimens. Jama, 323(18), 1843-1844.
  • Sethuraman, N., et al. (2020). Interpreting diagnostic tests for SARS-CoV-2. Jama.
  • Zhao, W., et al  (2020). Relation between chest CT findings and clinical conditions of coronavirus disease (COVID-19) pneumonia: a multicenter study. American Journal of Roentgenology, 214(5), 1072-1077.
  • Wang, D., et al (2020). Clinical characteristics of 138 hospitalized patients with 2019 novel coronavirus–infected pneumonia in Wuhan, China. Jama, 323(11), 1061-1069.
  • Guan, W. et al (2020).Clinical characteristics of coronavirus disease 2019 in China. New England journal of medicine, 382(18), 1708-1720.
  • Shi, H., et al. (2020). Radiological findings from 81 patients with COVID-19 pneumonia in Wuhan, China: a descriptive study. The Lancet Infectious Diseases.

Tratament

  • Beigel, J. H., et al (2020). Remdesivir for the treatment of Covid-19—preliminary report. New England Journal of Medicine. DOI: 10.1056/NEJMoa2007764
  • McCreary, E. K., & Pogue, J. M. (2020, April). Coronavirus disease 2019 treatment: a review of early and emerging options. In Open Forum Infectious Diseases (Vol. 7, No. 4, p. ofaa105). US: Oxford University Press.
  • Sanders, J. M., et al  (2020). Pharmacologic treatments for coronavirus disease 2019 (COVID-19): a review. Jama, 323(18), 1824-1836.
  • Li, L., Zet al.  Effect of Convalescent Plasma Therapy on Time to Clinical Improvement in Patients With Severe and Life-threatening COVID-19: A Randomized Clinical Trial. JAMA.
  • Barlow, A., et al  (2020). Review of emerging pharmacotherapy for the treatment of coronavirus disease 2019. Pharmacotherapy: The Journal of Human Pharmacology and Drug Therapy, 40(5), 416-437.
  • Boulware, D. R., et al (2020). A Randomized Trial of Hydroxychloroquine as Postexposure Prophylaxis for Covid-19. New England Journal of Medicine.
  • Hung, I. F. N., et al. (2020). Triple combination of interferon beta-1b, lopinavir–ritonavir, and ribavirin in the treatment of patients admitted to hospital with COVID-19: an open-label, randomised, phase 2 trial. The Lancet, 395(10238), 1695-1704.
  • World Health Organization. (2020). Solidarity” clinical trial for COVID-19 treatments. World Health Organization (WHO). Situation reports. Geneva: WHO.[Accessed: 5 Apr 2020]. Available from: https://www.who.int/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019/global-research-on-novel-coronavirus-2019-ncov/solidarity-clinical-trial-for-covid-19-treatments.
  • University of Oxford. (2020). No clinical benefit from use of hydroxychloroquine in hospitalised patients with COVID-19. RECOVERY trial. Available from: https://www.recoverytrial.net/news/statement-from-the-chief-investigators-of-the-randomised-evaluation-of-covid-19-therapy-recovery-trial-on-hydroxychloroquine-5-june-2020-no-clinical-benefit-from-use-of-hydroxychloroquine-in-hospitalised-patients-with-covid-19

Vaccinuri

  • Gao, Q., al (2020). Development of an inactivated vaccine candidate for SARS-CoV-2. Science.
  • Chandrashekar, A., et al (2020). SARS-CoV-2 infection protects against rechallenge in rhesus macaques. Science.
  • van Doremalen, N., et al (2020). ChAdOx1 nCoV-19 vaccination prevents SARS-CoV-2 pneumonia in rhesus macaques. bioRxiv.
  • Zhu, F. C., et al (2020). Safety, tolerability, and immunogenicity of a recombinant adenovirus type-5 vectored COVID-19 vaccine: a dose-escalation, open-label, non-randomised, first-in-human trial. The Lancet.
  • Collins, F. S., & Stoffels, P. (2020). Accelerating COVID-19 Therapeutic Interventions and Vaccines (ACTIV): An Unprecedented Partnership for Unprecedented Times. JAMA.
  • Plotkin, S. A., & Caplan, A. (2020). Extraordinary diseases require extraordinary solutions. Vaccine, 38(24), 3987.
  • Eyal, N., et al. (2020). Human challenge studies to accelerate coronavirus vaccine licensure. The Journal of infectious diseases, 221(11), 1752-1756.
  • World Health Organization. (2020). Key criteria for the ethical acceptability of COVID-19 human challenge studies (No. WHO/2019-nCoV/Ethics_criteria/2020.1). World Health Organization.
  • Rubin, R. (2020). Challenge Trials—Could Deliberate Coronavirus Exposure Hasten Vaccine Development?. JAMA.
  • O’Neill, L. A., & Netea, M. G. (2020). BCG-induced trained immunity: can it offer protection against COVID-19?. Nature Reviews Immunology, 20(6), 335-337.
  • Wang, L., et al (2015). Evaluation of candidate vaccine approaches for MERS-CoV. Nature communications, 6(1), 1-11.
TOP